鎂合金殼體及其製作方法
2023-05-22 09:06:36
專利名稱：鎂合金殼體及其製作方法
技術領域：
本發明是關於一種鎂合金殼體及其製作方法。
背景技術：
鎂合金具有質量輕、強度高、外觀華麗的特點，目前在通訊電子，汽車等領域得到日益廣泛的應用。現有的鎂合金殼體中，鍍層一般通過PVD技術直接鍍在鎂合金基體的表面，然而由於鎂合金基體表面組織凹凸不平，鍍層與鎂合金基體之間難以獲得良好的結合力。如此，限制了鎂合金在其使用範圍內發揮優勢。同時由於PVD技術的特點，鍍層大部分呈柱狀晶結構，鍍層表面不可避免地存在針孔等一些典型的缺陷，使其耐腐蝕、耐磨損性能有限。另外，該種單層的PVD亦難以有效地保護鎂合金基體
發明內容
鑑於此，有必要提供一種鍍層結合力良好、耐腐蝕、耐磨損性能好的鎂合金殼體。另外，還有必要提供一種上述鎂合金殼體的製作方法。一種鎂合金殼體，包括鎂合金基體與複合膜層，該鎂合金基體與該複合膜層之間還形成有轉化膜，其主要含有Mg、Al、O、P、Mn，所述複合膜層形成於該轉化膜上，且依次包括第一膜層、第二膜層及第三膜層，其中第一膜層為MgxOy層，第二膜層為MgxNz，第三膜層為MgxOyNz。一種鎂合金殼體的製作方法，包括以下步驟提供一鎂合金基體；在鎂合金基體上進行化學轉化膜處理形成一轉化膜，其主要含有Mg、Al、O、P、Mn ；在轉化膜表面進行PVD鍍形成複合膜層，所述複合膜層形成於該轉化膜上，且依
次包括第一膜層、第二膜層及第三膜層，其中第一膜層為MgxOy層，第二膜層為MgxNz，第三膜層為 Mgx0yNz。相較於現有技術，本鎂合金殼體在鎂合金基體與複合膜層之間形成有轉化膜，該轉化膜與鎂合金基體結合牢固，且轉化膜與複合膜層結合的表面平整，大大提高了與複合膜層的結合力，並且該複合膜層中三層不同的含鎂的氧化或氮化膜層相互疊加，使得鎂合金殼體表面耐磨損、耐腐蝕。
圖I是本發明較佳實施例鎂合金製品的剖面示意圖；圖2是鎂合金製品的製作方法流程圖。圖3是圖I產品的製作過程中所用鍍膜機的俯視示意圖。主要元件符號說明鎂合金殼體 10鎂合金基體 11
轉化膜12複合膜層 13第一膜層131第二膜層132第三膜層 133鍍膜機100鍍膜室20軌跡21鎂靶22真空泵30如下具體實施方式
將結合上述附圖進一步說明本發明。
具體實施例方式請參閱圖1，本發明較佳實施例鎂合金殼體10，包括鎂合金基體11、形成在鎂合金基體11上的轉化膜12、以及形成在轉化膜12上的複合膜層13。所述轉化膜12的厚度為
0.2 5iim，為複合物膜，其主要含有Mg、Al、0、P、Mn。所述複合膜層13的厚度為2 y m 5 U mo該複合膜層13包括第一膜層131、第二膜層132和第三膜層133,第一膜層131為MgxOy層；第二膜層132為MgxNz層，第三膜層1331%!￡07隊層，其中x，y，z的取值範圍均在I 10之間。 請參閱圖2，該鎂合金殼體10的製作方法包括以下步驟SI :提供一鎂合金基體11，該鎂合金基體11為Mg、Al等金屬材料的合金。將該鎂合金基體11進行化學除油清洗，達到去除鎂合金基體11表面細孔、盲孔中油汙的目的。化學除油的過程如下提供一種清洗溶液，該清洗溶液由Na2C03、Na3P04 12H20、辛基酚聚氧乙烯、及H2O配成，且Na2CO3的濃度為25-30g/l，Na3PO4 *12H20的濃度為20_25g/l，辛基酚聚氧乙烯的濃度為l_3g/l。將鎂合金基體11置入該清洗溶液中清洗，維持溶液溫度在60-80°C，清洗時間為30-60S。S2 :對化學除油後的鎂合金基體11進行水洗，以去除除油清洗後附著在鎂合金基體11表面的除油藥劑。該水洗可為噴淋衝洗，時間20-60S。S3 :對水洗後的鎂合金基體11進行鹼蝕處理，以消低鎂合金基體11表面的凸出部位。該凸出部位為鎂合金基體11表面的一些毛刺，該毛刺在來料工序的衝壓或壓鑄中形成。鹼蝕過程如下提供一種鹼蝕溶液，該鹼蝕溶液由NaOH、Na3PO4 12H20、Na2C03、NaF、及H2O配成，且NaOH的濃度在40-70g/l之間，Na3PO4 12H20的濃度在10_20g/l之間，Na2CO3的濃度為25-30g/l，NaF的濃度在40_50g/l之間。將鎂合金基體11置入該鹼蝕溶液中進行鹼蝕處理，維持溶液溫度在40-50°C，鹼蝕處理時間為3-5s。鹼蝕過程中，由於凸出部位接觸鹼蝕溶液的面積大，從而可以將凸出部位削平。S4 :對鹼蝕後的鎂合金基體11進行活化處理，以提高鎂合金基體11表面分子的活性，利於增強與轉化膜12的結合力。活化處理過程如下提供一種活化溶液，該活化溶液由順03、HF、及H2O配成，其中HNO3與HF的質量比值為3 I，且配成後HNO3佔溶液的質量百分含量為1_10%，HF佔溶液的質量百分含量為1_8%。將鎂合金基體11置入該活化溶液中，活化溫度可為室溫，活化時間為3-20s。S5 :對活化後的鎂合金基體11進行化學轉化膜處理，以在鎂合金基體11表面形成轉化膜12。提供一種轉化膜溶液，該轉化膜溶液由磷酸二氫氨、高錳酸鉀、添加劑及水配成。所述添加劑包括硫化物與氨系有機物，且各佔添加劑成分比重的10-20%。該轉化膜溶液中，磷酸二氫氨的濃度為60-100g/l，高錳酸鉀的濃度為l_40g/l，添加劑的濃度為l-6g/
I。將鎂合金基體11置入該轉化膜溶液中，維持溶液溫度在30°C，反應時間為20min。如此，將在鎂合金基體11表面形成轉化膜12。該轉化膜12平整地形成在鎂合金基體11表面，轉化膜12的厚度在0. 2 5 ii m，轉化膜12為一複合物膜，其主要含有Mg、Al、O、P、Mn，且Mg、Al、0、P、Mn的原子個數比範圍為(I 5) (I 5) (2 10) (I 10) (3 10)。所述轉化膜12為在上述反應條件下，轉化膜溶液中的Mn，P，0元素與基材表面的Mg，Al元素發生雜合反應而形成。 S6 :將化學轉化膜處理後的鎂合金基體11進行烘乾處理。S7 :將烘乾後的鎂合金基體進行PVD鍍膜，以在轉化膜12表面形成複合膜層13。請參閱圖2，提供一鍍膜機100，該鍍膜機100包括一鍍膜室20及連接於鍍膜室20的一真空泵30，真空泵30用以對鍍膜室20抽真空。該鍍膜室20內設有轉架(未圖示)、二鎂靶22，轉架帶動鎂或鎂合金基體11沿圓形的軌跡21公轉，且鎂或鎂合金基體11在沿軌跡21公轉時亦自轉。形成所述複合膜層13的的具體操作及工藝參數如下首先，形成複合膜層13中的第一膜層131，提供鎂靶22並置於鍍膜機100的濺射源上，將鎂合金基體11的偏壓調控在-150 -300V，鎂合金基體11的溫度控制在120°C，通入流量為150 300sccm(標準狀態毫升/分鐘)的氬氣、流量為l-50SCCm的氧氣，開啟鎂靶22濺鍍，設定鎂靶22的功率在8 16kw,轉架轉速為0. 5r/min (轉/分鐘)，派鍍30min。如此,鎂合金基體11的表面將鍍覆有所述複合膜層13中的第一膜層131即MgxOy層。形成複合膜層13中第二膜層132，關閉氧氣，開啟氮氣，設置流量為I 50sCCm，設定基材的偏壓-150 -300V，開啟鎂靶22濺鍍，設定鎂靶22的功率在8 16kw，轉架轉速為0. 5r/min (轉/分鐘)，濺鍍40min。如此，在複合膜層13中第一膜層131即MgxOy上形成第二膜層132即MgxNz。形成複合膜層13中最外層第三膜層133，通入流量為I 50sCCm的氮氣和l-50sccm的氧氣，開啟鎂靶22濺鍍，設定鎂靶22的功率在8 16kw，設定基材的偏壓-150 -300V，轉架轉速為0. 5r/min (轉/分鐘)，濺鍍60min。然後關閉鎂靶，如此，鎂合金基體11的表面將鍍覆有所述複合膜層13的第三膜層133及Mgx0yNz。上述複合膜層13中的三個膜層是由遠離鎂合金基體11的方向依次形成，且複合膜層13的MgxOy層、MgxNz和MgxOyNz層中x，y，z的取值範圍均在I 10。第一膜層131用以增強轉化膜12與第二膜層132與第三膜層133的結合力。該複合膜層13與轉化膜12具有良好的結合力，且複合膜層13表面幾乎無孔隙。本鎂合金殼體10在鎂合金基體11與複合膜層13之間形成有轉化膜12,該轉化膜12與鎂合金基體11結合牢固，且轉化膜12與複合膜層13結合的表面平整，大大提高了與複合膜層13的結合力；同時，轉化膜12與複合膜層13形成的多層結構可很好地保護鎂合金基體11，使得鎂合金殼體10表面耐磨損、耐腐蝕。
權利要求
1.一種鎂合金殼體，包括鎂合金基體與複合膜層，其特徵在於該鎂合金基體與該複合膜層之間還形成有轉化膜，其主要含有Mg、Al、0、P、Mn，所述複合膜層形成於該轉化膜上，且依次包括第一膜層、第二膜層及第三膜層，其中第一膜層為MgxOy層，第二膜層為MgxNz，第三膜層為MgxOyNz。
2.如權利要求I所述的鎂合金殼體，其特徵在於所述轉化膜的厚度為0.2 5i!m。
3.如權利要求I所述的鎂合金殼體，其特徵在於所述複合膜層的厚度為2 5i!m。
4.如權利要求I所述的鎂合金殼體，其特徵在於所述複合膜層中各膜層中X，1，z的取值範圍均在I 10之間。
5.如權利要求I所述的鎂合金殼體，其特徵在於所述轉化膜中Mg、Al、O、P、Mn的原子個數比範圍為(I 5) (I 5) (2 10) (I 10) (3 10)。
6.一種鎂合金殼體的製作方法，包括以下步驟 提供一鎂合金基體； 在鎂合金基體上進行化學轉化膜處理形成一轉化膜，其主要含有Mg、Al、O、P、Mn ； 在轉化膜表面進行PVD鍍形成複合膜層，所述複合膜層形成於該轉化膜上，且依次包括第一膜層、第二膜層及第三膜層，其中第一膜層為MgxOy層，第二膜層為MgxNz，第三膜層為MgxOyNz。
7.如權利要求6所述的鎂合金殼體的製作方法，其特徵在於所述化學轉化膜處理在一轉化膜溶液中進行，該轉化膜溶液由磷酸二氫氨、高錳酸鉀、添加劑、及水配成，所述添加劑包括硫化物與氨系有機物，且各佔添加劑成分比重的10 20%。
8.如權利要求6所述的鎂合金殼體，其特徵在於所述複合膜層中形成MgxOy層的參數為開啟鎂靶，設定鎂靶的功率在8 16kw，設定基材的偏壓-150 -300V，通入流量為l-50sccm的氧氣,派鍍30min。
9.如權利要求6所述的鎂合金殼體的製作方法，其特徵在於所述複合膜層中形成MgxNz的參數為開啟氮氣，設置流量為I 50SCCm，設定基材的偏壓-150 -300V，開啟鎂靶，設定鎂靶的功率8 16kw，濺鍍40min。
10.如權利要求6所述的鎂合金殼體的製作方法，其特徵在於所述複合膜層中形成MgxOyNz的參數為通入流量為I 50sccm的氮氣和l_50sccm的氧氣，設定基材的偏壓-150 -300V，開啟鎂靶，設定鎂靶的功率在8 16kw，濺鍍60min。
全文摘要
本發明公開一種鎂合金殼體及其製作方法，該鎂合金殼體包括鎂合金基體、形成在鎂合金基體上的轉化膜、及形成在轉化膜上的複合膜層。該轉化膜為複合物膜，主要含有Mg、Al、O、P、Mn。該鎂合金殼體的製作方法包括提供一鎂合金基體；在鎂合金基體上進行化學轉化膜處理形成轉化膜，該轉化膜為複合物膜，其主要含有Mg、Al、O、P、Mn；在轉化膜表面進行PVD鍍形成複合膜層。通過上述方法製作的鎂合金殼體，耐磨損、耐腐蝕。
文檔編號C23C14/06GK102747353SQ20111010198
公開日2012年10月24日 申請日期2011年4月22日 優先權日2011年4月22日
發明者張新倍, 毛盾, 蔣煥梧, 陳文榮, 陳正士 申請人:鴻富錦精密工業(深圳)有限公司, 鴻海精密工業股份有限公司